知道奥斯特发现电流的磁效应的艰难过程38页PPT

3 重心 重心的高低与稳度1
3 重心
3 重心
不倒翁
不倒翁的构造
重心的高低与稳度2
4 摩擦力
摩擦使足球停止运动
摩擦使小孩推不动木块
摩擦可使筷子提米
摩擦使被推动的木块停止
4 摩擦力
摩擦力 摩 擦 力 作 用
摩擦力的方向大小
摩擦力的方向
摩擦力的方向
静摩擦力的方向
摩擦力的方向
滑动摩擦 滑 雪
D.断开开关， 使ab斜向后运动
aNb S
6.图是研究磁场对通电导体作用力 的实验装置,当导线ab有谋方向的 电流通过时,它受到的磁场力的方 向向上，（1）如果仅将两磁极方 向对调位置，导线ab受力方向____
（2）如果磁极位置不变，仅改变 ab中的电流方向，导线ab受力方向
电动机是根据______原理制成的， 发电机工作时将___能转化为 ______能
奥斯特实验
丹麦物理学家奥斯特 发现的电流磁效应， 是科学史上的重大发 现．
揭开了物理学史上的 一个新纪元．
奥斯特不只是一位著 名的物理学家，还是 一位优秀的教师．
（一）直线电流的磁场
奥斯特的实验 装置：
电流方向
直导线
电流方向
结论：
1. 通电导体周围存在 着磁场
2. 电流的磁场方向跟 电流方向有关
滑冰鞋
滚木
5 减小有害摩擦
流线型高速列车
给
缝
纫
机
加
润
滑
油
5 减小有害摩擦
5 减小有害摩擦
6 弹力 撑 杆 跳
利用弹性跳水 拍球
6 弹力
射 箭
利用弹性跳水
6 弹力
弹 簧

天然磁石
钴磁铁
镍磁铁
天然磁石和人造磁体都叫做永久磁体，它们 都能吸引铁质物体，我们把这种性质叫做磁性。 磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域 叫做磁极。静止时指南的磁极叫做南极，又叫 S极；指北的磁极叫做北极，又叫N极。
N极 N极
S极 S极
二、电流的磁效应
电磁的相似之处： 自然界中的磁体存在着两个磁极：正极、负极。 自然界中总是存在着两种电荷：正电荷、负电荷。
三、磁场
自奥斯特实验之后，安培等人又做了很多实 验研究。
他们发现，不仅通电导线对磁体有作用力， 磁体对导线也有作用力。
把一段直导线悬挂在 蹄形磁体的两极之间，通 以电流，导线就会移动。
不仅如此，通电导线对通电导线也有作用力。
两平行直导线，当 通以相同方向的电流 时，它们相互吸引； 当通以相反方向的电 流时，它们相互排斥。 这时没个电流都出在 另一个电流的磁场里。
阿波罗登月计划的重要科研活动之一，就是观 测月岩磁性，并由此推断，月球内部全为固态物质。 这是用其他天文学方法不能做到的。
地磁偏角
课堂小结
一、磁现象
永久磁体：天然磁石和人造磁体都叫做永久磁体。 磁性：磁体吸引物体的性质叫做磁性。 磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区
域叫做磁极。 南极：静止时指南的磁极叫做南极，又叫S极。 北极: 静止时指北的磁极叫做北极，又叫N极。
1751年，富兰克林 发现莱顿瓶放电可使缝
认为电与磁石互不相关的 两回事。
衣针磁化。
18世纪和19世纪之 交，随着对摩擦生热及 热机做功等现象认识的 深化，自然界各种运动 形式之间存在相互联系 并相互转化的思想，在 哲学界和科学界逐渐形 成。
深受康德哲学思想 影响的丹麦物理学家 奥斯特相信，就像电 和热、电和光之间存 在联系一样，电和磁 之间也应该存在联系。

16.2 奥斯特的发现
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1
复习提问：
1、磁场的基本性质是什么？ 2、磁场的方向是如何规定的？ 3、通常可以用什么方法判断磁场中 某点的磁场方向？
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2
电现象与磁现象的相似之处
结论
电流的方向 通电螺线管的磁场方向与 ________ 有关系。 课件部分内容来源于网络，如有异
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归纳：
条形 (1) 通电螺线管周围的磁场跟 ______ 磁体相似. 两 端磁性最强. (2)通电螺线管____ 电流 (3) 通电螺线管的磁极性质跟 ______ 方向有关.
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右手螺旋定则：
通电螺线管的极性可用右手螺旋定则来判定：
用右手握螺线 管，让四指弯向螺 线管中电流的方向， 则大拇指所指的那 端就是螺线管的北 极．
注意：
课件部分内容来源于网络，如有异 “电流的方向”是指螺线管中“电流的环绕方向” 议侵权的话可以联系删除，可编辑 版！ 14
大拇指指向：通电螺线管的N极
四指弯曲：与螺线管中的电流方向一致 课件部分内容来源于网络，如有异
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N
S
S
N
甲
乙
N
S
S
N
丙
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丁
16
通电螺线管的四种情况
应用右手螺旋定则的方法和顺序： 1：查清螺线管的绕线方向。 2：标出电流在螺线管中的方向。 3：用右手螺旋定则确定螺线管的 磁极方向。

讲授新课 共分四个板块：战争前沿、人物故事
谈古论今、知识赛场
板块之一：战争前沿 抗日民族统一战线正式形成后，人民武
本课重点 体会中国军队在抗战中英勇顽强、不怕 牺牲的精神，并能用生动的语言讲述。
本课难点 让学生通过具体史实体会中国各阶层人 民是怎样“用我们的血肉筑成我们新的长 城”，英勇顽强、不怕牺牲反击日本侵略者 的。
教学方法 讲述法、讨论法、问题探究法。
教学手段 多媒体辅助教学。
教学准备 视频资料、地图、图片等。
教科书引言指出，面对强大的敌人，中华儿女万众一心， 筑成了一道新的长城。教师可以联系前面学过的《义勇军进行 曲》及长城在我国历史上所起的防御作用导入新课。教科书的 三个小目“血战台儿庄”“百团大战”“众志成城”，分别讲 述了国共两党领导的军民和各个阶层同仇敌忾、共赴国难的史 实。引言为纲，总领正文，正文为目，分述内容，二者表里结 合，浑然天成。
思考：实验时仪器怎样 摆放是最为合理的？
发布结论
1820年7月21日，奥斯特写成《论磁针的电流撞击 实验》的论文，正式向学术界宣告发现了电流磁效 应。 奥斯特的功绩受到了学术界的公认，为了纪念他， 国际上从1934年起命名磁场强度的单位为奥斯特， 简称“奥”。1937年美国物理教师协会还专门设立 了奥斯特奖章，来奖励教学有成绩的优秀物理教师。
四、教学过程
一、导入新课 出示长城图片，万里长城是中华民族的一个象征。 谁能说一说古代的长城主要起什么作用？(防御作用) 长城在古代防御外族入侵方面确实起了很大作用。然 而近代以来，面对列强的入侵和现代化武器，长城已 渐渐失去以往的作用，但是不屈的中国人民并没有因 为失去了长城的屏障而望天兴叹，相反，他们一直与 外敌做着不屈不挠的斗争，特别是在抗日战争中，从 大江南北到黄河两岸，中国人民用自己的血肉和不屈 的脊梁，筑起了一道新的长城。同学们，你们知道我 们的先辈是如何抗击凶恶的日本侵略者的吗？

[答案] AD
(1)在闭合电路中是否产生感应电流，取决于穿过电路的 磁通量是否发生变化，而不是取决于电路有无磁通量。
(2)闭合电路的部分导体做切割磁感线运 动是引起电路磁通量变化的具体形式之一。但 闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时，不 一定总会引起闭合电路的磁通量变化。如图所示，矩形线框 abcd 在范围足够大的匀强磁场中在垂直磁场的平面内向右平 动，虽然 ad、bc 边都切割磁感线，但穿过线框的磁通量没有 变化，因而没有产生感应电流。
(5)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生。(×)
(6)线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没
有感应电流产生。
(√)
2．合作探究——议一议 (1)很多科学家致力于磁与电的关系的探索，为什么他们在磁生电的
研究中没有成功？ 提示：很多科学家在实验中没有注意磁场的变化、导体与磁场 之间的相对运动等环节，只想把导体放入磁场中来获得电流， 这实际上违反了能量转化和守恒定律。 (2)怎样理解“电生磁”？ 提示：电流周围存在磁场是无条件的，无论电流是恒定不变的， 还是变化的，只要有电流，它的周围就一定有磁场。
(3)S 内有不同方向的磁场时，应先分别计算不同方向磁场 的磁通量，然后规定从某个面穿入的磁通量为正，从该面穿出 的磁通量为负，最后求代数和。
(4)有多匝线圈时，因为穿过线圈的磁感线的条数不受匝数 影响，故磁通量的计算也与匝数无关。
2．求磁通量的变化的三种方法 方法一：当磁感应强度 B 不变，而磁感线穿过的有效面积 S 变化时，则穿过回路的磁通量的变化量 ΔΦ＝Φt－Φ0＝B·ΔS。 方法二：当磁感应强度 B 变化，而磁感线穿过的有效面积 S 不变时，则穿过回路的磁通量的变化量 ΔΦ＝Φt－Φ0＝ΔB·S。 方法三：若磁感应强度 B 和回路面积 S 同时变化，则穿过 回路的磁通量的变化量 ΔΦ＝Φt－Φ0。 注意：此时，ΔΦ＝Φt－Φ0≠ΔB·ΔS。

1．安培力的决定因素有两个：一个是放入磁场中的一段导体的 IL 的乘积， 另一个是磁场本身，即磁场的磁感应强度 B.
2．通过实验归纳得出，电流方向跟磁场垂直时，电流受到的安培力最大为 F＝BIL，平行放置时安培力为 0.
3．一般情况下，电流受到的安培力介于零和最大值之间．所以 F＝BIL 只 适用于电流与磁场方向垂直的情况．
由闭合电路欧姆定律有：I＝R＋E r 由安培力公式有：F＝BIL 由共点力平衡条件有：
Fsin θ＝f
FN＋Fcos θ＝mg 联立以上各式可解得：f＝EBLRs＋inr θ
FN＝mg－EBLRc＋osr
θ
.
【答案】 mg－EBLRc＋osr θ
EBLsin θ R＋r
4．下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是( ) 【导学号：75392032】 A．通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大 B．磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向 C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同 D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无 关
知
知
识
识
点
点
一
三
第五节 奥斯特实验的启示
学
知
业
识
分
点
层
二
测
评
学习目标 1.了解奥斯特发现电流磁效应的历程． 2．会判断安培力的方向．(重点、难 点) 3．知道影响安培力大小的因素．(难 点)
知识脉络
奥斯特的发现
[先填空] 1820 年丹麦科学家奥__斯__特__通过实验发现了电流的_磁__效__应_，说明电流能够产 生磁场．它使人们第一次认识到电__和磁__之间确实存在某种联系．
[再判断] 1．当通电直导线垂直于磁感应强度方向时，安培力的方向和磁感应强度方 向相同．(×) 2．已知磁场方向和电流方向，判定安培力的方向用左手；若已知磁场方向 和安培力的方向，判定电流的方向用右手．(×) 3．只要电流的方向不与磁场平行，电流就会受到安培力．(√)

研究新材料和新技术在法拉第电磁感应定律中的应用，如 超导材料、纳米材料、石墨烯等，探索其在提高电磁感应 效应和推动技术革新方面的潜力。
数值模拟与实验验证
加强数值模拟和实验验证在法拉第电磁感应定律研究中的 应用，提高研究的准确性和可靠性，为未来的应用和拓展 提供有力支持。
感谢您的观看
THANKS
电磁感应现象不仅在理论上揭示 了电与磁之间的内在联系，而且 在实践中有着广泛的应用，如发 电机、变压器、感应马达等。
感应电动势
感应电动势是指由于电磁感应现象而在导体中产生的电动势。
当导体在磁场中作切割磁感线运动时，导体中的自由电子受到洛伦兹力 作用，导致电子定向移动，从而在导体两端产生电势差，即感应电动势。
发电机的原理
总结词
发电机的工作原理是法拉第电磁感应定律的重要应用 ，通过磁场和导线的相对运动产生感应电动势，进而 产生电流。
详细描述
发电机的基本构造包括磁场和导线，当磁场和导线发 生相对运动时，导线中会产生感应电动势。这个电动 势的大小与磁场的磁感应强度、导线切割磁力线的速 度以及导线与磁场之间的夹角有关。根据法拉第电磁 感应定律，感应电动势的大小等于磁通量变化率与线 圈匝数的乘积。发电机通过不断变化的磁场和导线的 相对运动来产生持续的电流，为人类生产和生活提供 电力。
楞次定律
总结词
楞次定律是法拉第电磁感应定律的推论，它描述了感 应电流的方向与磁通量变化之间的关系。当磁通量增 加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；当磁通量 减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。
详细描述
楞次定律是法拉第电磁感应定律的一个重要推论。它指 出当磁通量发生变化时，导线中会产生感应电流，并且 这个电流的磁场会阻碍磁通量的变化。具体来说，当穿 过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向 相反，以减小线圈中的磁通量；当磁通量减少时，感应 电流的磁场与原磁场方向相同，以增加线圈中的磁通量 。楞次定律是解释电磁感应现象的重要依据，对于理解 发电机、变压器等设备的原理具有重要意义。

电 磁 生磁场．它使人们第一次认识到电和磁之间确实存在某种联系．
二、安培力的大小
磁场 通电导体 1．安培力的定义：磁场对通电导体的作用力称为安培力．
磁感应强 2．实验表明，如图 151 所示，通电导体所受的安培力的大小与磁感应强 度 电流大小 导体长度 度、电流大小以及磁场中垂直于磁场方向的导体长度有关．磁场越强，导体中
第一章
电与磁
第五节 奥斯特实验的启示
学 习 目 标 1.了解奥斯特发现电流磁效应的历程． 2．会判断安培力的方向．(重点、难点) 3．知道影响安培力大小的因素．(难点)
知 识 脉 络
[自 主 预 习· 探 新 知]
[知识梳理] 一、奥斯特的发现
奥斯特 磁效应 1820 年丹麦科学家奥斯特通过实验发现了电流的磁效应，说明电流能够产
A．适当增大磁感应强度 B．使磁场反向 C．适当增大电流强度 D．使电流反向
图 158
AC
[由左手定则知，导线 bc 受向上的安培力 F，对线框受力分析知，悬
线拉力 T＝Mg－F，要使拉力 T 等于零，应增大导线 bc 受到的安培力 F.因安培 力的大小随磁感应强度的大小、电流的大小与导体长度的增大而增大，故 A、C 正确，若使磁场反向或使电流反向，则 bc 受的磁场力向下，拉力不可能为零， 故 B、D 均错．]
电流强度越大，通电导体在磁场中垂直于磁场方向的长度越长，通电导体所受
大． 的安培力就越 A
图 151
三、安培力的方向
左手定则 安培力的方向：用左手定则来判断，伸开左手，使拇指与四指在同一平面 左手 电流 内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流的方向，这时拇指
所指的就是通电导体所受安培力的方向． 安培力

安培力
磁场对载流导线的作用力，是电 动机、发电机等电磁设备工作的
基本原理。
霍尔效应
在通电的导体上施加一个与电流 方向垂直的磁场，会在导体两侧 产生电势差，这是磁场对电流作
用的另一种表现。
电流磁效应的应用与拓展
电磁铁
利用电流的磁效应制成的磁铁，广泛应用于电器、电机等领域。
电磁感应
当导体在磁场中运动时，会在导体中产生感应电动势，这是发电机、 变压器等电气设备的工作原理。
Part
02
奥斯特的生平与时代背景
奥斯特的生平简介
早期经历
奥斯特（Hans Christian Oersted）1777年出生于丹麦的 路克宾，早年便显露出对自然科
学的浓厚兴趣。
学术成就
他在哥本哈根大学任教期间，不仅 教授物理和化学，还进行电磁学领 域的深入研究。
电流的磁效应发现
1820年，奥斯特在一次公开演讲中 意外发现了电流的磁效应，这一发 现为电磁学的发展奠定了基础。
的精确控制和磁场的准确测量，这在当时是一项极具挑战性的任务。
02
实验条件的限制
当时的实验条件相对落后，缺乏先进的测量设备和技术支持，这使得奥
斯特在实验过程中面临诸多困难。
03
实验结果的不稳定性
在实验过程中，奥斯特发现实验结果容易受到多种因素的影响，如温度
变化、电磁干扰等，导致实验结果的稳定性和可重复性较差。
当导线中流过电流时，导线周围就会产生磁场，磁场的方向与电 流的方向有关。
电流激发磁场的本质
电流是由带电粒子定向移动形成的，这些带电粒子在移动时会产生 磁场。
毕奥-萨伐尔定律
描述电流元在空间任意点P处所激发的磁场，是确定电流激发磁场 大小和方向的基本定律。

判断直线电流周围磁场方向与电流方 向的关系的具体做法：右手握住直导 线，大拇指指向电流方向，四指曲折 的方向即磁场方向。如图所示。
牛刀小试
下列四幅图，通电螺线管的N、S极标注正确的是（A）
A
B
C
D
三、影响电磁铁磁性 强弱的因素
电磁铁：在螺线管中插入一个铁芯就成为电磁铁， 如图所示。铁芯在磁场中被磁化，能使螺线管的 磁性大大增强。
注意事项 ①实验时要让导线和小磁针均处于南北方向，因为通 电前小磁针静止时南北指向，便于比较通电前后小磁 针的偏转情况。 ②为使实验现象更明显，实验时是采用短路的方法获 得瞬间较大的电流的，所以导线通电时间要短。
2.直线电流的磁场
实验 在有机玻璃上穿一个孔，将一条直导线垂直穿过小孔， 在玻璃板上均匀地撒上铁屑。给直导线通电后，轻敲 玻璃板，视察铁屑的散布。
第1章 电与磁
第2节 电生磁
一、直线电流的磁场
1.奥斯特实验
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了 电流的磁现象：导体中有电流通过时， 其周围空间会产生磁场，这种现象叫 电流的磁效应。奥斯特实验是第一个 揭示电和磁之间联系的实验，实验说 明电现象与磁现象不是各自孤立的， 而是有着密切联系的。
实验一 触接
实验：探究通电螺线管的磁场特点
实验过程
（1）在螺线管的两端各放一个小
磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁
屑。通电后视察小磁针的指向，轻
敲纸板，视察铁屑的排列情况。
（2）改变电流方向，再次轻敲纸
板，视察铁屑的排列情况和小磁针
的指向。
实验现象 （1）通电后，视察到放在左端的小磁针的N极与通电 螺线管的左端相互吸引，右端的小磁针的S极与通电 螺线管的右端相互吸引，说明通电螺线管的两端的极 性不同，根据磁极间相互作用的规律可知，通电螺线 管的左端为S极，右端为N极。同时发现，铁屑有规则 地排列，其排列情况与铁屑在磁针的指向产生改变， 铁屑的排列情况仍与条形磁体磁场中的铁屑类似。 实验结论